Южноаппалачский елово-пихтовый лес — это экорегион биома умеренных хвойных лесов , тип горного хвойного леса, который растет на самых высоких высотах в южных Аппалачских горах на востоке США . Экорегион является самым высоким и холодным типом леса в Аппалачском хребте, процветая на высотах более 5500 футов (1700 м), где климат слишком суров для поддержки широколиственного лиственного леса , который доминирует на более низких высотах региона. [1] Являясь реликтом последнего ледникового периода , этот тип леса занимает площадь чуть более 100 квадратных миль (260 км 2 ) и считается одной из наиболее находящихся под угрозой исчезновения экосистем в Соединенных Штатах. [2] [3]
Южные елово-пихтовые насаждения в основном состоят из двух вечнозеленых видов с хвойными листьями — красной ели и пихты Фрейзера , прозванных «he-balsam» и «she-balsam» соответственно. Региональные субъекты иногда называют южные елово-пихтовые леса «канадскими» или «бореальными» лесами из-за их сходства с бореальными лесами Канады. В то время как южные елово-пихтовые леса похожи на бореальные леса и являются домом для многих видов растений и животных, которые более распространены в северных широтах, южные елово-пихтовые леса, тем не менее, являются разобщенной и уникальной экосистемой. [4]
За последние два столетия южные елово-пихтовые леса были уничтожены вырубкой леса , загрязнением и нашествием инвазивных насекомых. Южные елово-пихтовые леса являются домом для исчезающего вида, елово-пихтового мохового паука , и нескольких видов, находящихся под угрозой исчезновения. В то время как красная ель распространена по всей Северной Америке, пихта Фрейзера — родственник бальзамической пихты — встречается только в елово-пихтовых лесах южных Аппалачей. [5] Во второй половине 20-го века почти все взрослые пихты Фрейзера были уничтожены бальзамическим мохнатым адельгидом — паразитом, завезенным из Европы около 1900 года. [6]
Южный Аппалачский елово-пихтовый лес состоит из нескольких насаждений, покрывающих общую площадь от 60 000 до 70 000 акров (от 24 000 до 28 000 га), [2] [6] хотя менее консервативные оценки оценивают площадь леса примерно в 90 000 акров (36 000 га). [7] Самый большой южный елово-пихтовый насаждение расположен на возвышенностях Грейт-Смоки-Маунтинс на границе Теннесси и Северной Каролины , простираясь примерно от Кувохи на западе до горы Гайот на востоке. Еще один значительный елово-пихтовый насаждение находится на вершине Черных гор и включает большой насаждение на вершине горы Митчелл . Другие значительные насаждения находятся в горах Грейт-Бальзам (на юге Северной Каролины) и Плотт-Бальзамс (между Грейт-Бальзамс и Грейт-Смокис). [5] В горах Грейт-Крэгги и на горе Фасги произрастают ели красной, но нет пихты Фрейзера. [2]
Дальше на север южные елово-пихтовые леса покрывают верхние возвышенности горы Роан , особенно западную часть горы между Роан Хай Ноб и Роан Хай Блафф, а меньший лес покрывает часть близлежащей горы Дедушка . Самый северный южный елово-пихтовый лес, достойный упоминания, находится на вершине горы Роджерс и прилегающих вершинах в Юго-Западной Вирджинии . [5] Меньшие участки елового леса были обнаружены на возвышенностях Западной Вирджинии , хотя они лишены пихты Фрейзера и обычно считаются отделенными от горного елово-пихтового сообщества. [2]
Примерно 95 процентов существующих южных елово-пихтовых насаждений принадлежат федеральным и государственным организациям, а оставшиеся 5 процентов находятся в частной собственности. Примерно 85 процентов южных елово-пихтовых насаждений находятся на землях Службы национальных парков , а именно в Национальном парке Грейт-Смоки-Маунтинс и в коридоре Blue Ridge Parkway , или на государственных землях, таких как Государственный парк Маунт-Митчелл или Государственный парк Грейсон-Хайлендс . Остальные 10 процентов южных елово-пихтовых насаждений, находящихся в государственной собственности, находятся на землях, контролируемых Лесной службой США , а именно в Национальном лесу Писга в Северной Каролине, Национальном лесу Чероки в Теннесси и Национальном лесу Джефферсон в Вирджинии. [2]
Елово-пихтовые зоны Южных Аппалачей в среднем намного прохладнее, чем окружающие их долины. [8] Зимние температуры могут опускаться до -30 °F (-34 °C) и могут ощущаться намного холоднее, если принять во внимание охлаждение ветром . [5] Сильные грозы и ливневые дожди не редкость летом, а елово-пихтовые зоны окутаны облаками до 25% времени. [5] Они представляют собой самую южную часть влажного континентального климата в Северной Америке.
Расположенные на вершинах гор или хребтах, южные елово-пихтовые леса часто подвергаются ураганным ветрам, самый сильный из которых был зарегистрирован со скоростью 175 миль (282 км) в час. [5] Подлесок елово-пихтовых лесов часто усеян валежником , а дороги и тропы, проходящие через елово-пихтовые леса, требуют частого обслуживания для удаления упавших деревьев и веток.
Красная ель и пихта Фрейзера выживают на самых высоких высотах в южных Аппалачах благодаря своей способности переносить климатические условия, которые слишком экстремальны для большинства широколиственных деревьев. У обеих коническая форма и гибкие ветви, что снижает вероятность их обрушения под тяжестью сильного снегопада, и у обеих в иглах содержится жирное вещество, которое защищает их от сильного холода. [4] Красная ель встречается на высоте до 3500 футов (1100 м) и обычно становится доминирующим типом дерева на высоте 5500 футов (1700 м). [4] Пихта Фрейзера появляется на высоте 5500 футов и становится доминирующим типом дерева на высоте 6200 футов (1900 м). [4] [7] Эти два дерева можно отличить по их иглам и шишкам : у пихты Фрейзера иглы тупой формы и вертикальные шишки, а у красной ели — колючие четырехугольные иглы и шишки, направленные вниз. [8] Старейшим красным елям более 300 лет, а самые высокие достигают высоты более 100 футов (30 м). Хвоя ели и пихты, когда опадает, может разлагаться до десяти лет и создавать относительно кислый гумусный слой, известный как «мор». [4]
Некоторые северные лиственные породы деревьев умудряются выживать среди елово-пихтовой экосистемы, а именно желтая береза , американская рябина , и вишня пинчовая , последняя особенно распространена в районах, пострадавших от пожаров. Типичный южный елово-пихтовый подлесок является домом для кустарников, таких как рододендрон катавба , ежевика без шипов , горная клюква , и ведьмина копытень . Елово-пихтовый травянистый ярус содержит папоротники, такие как горный лесной папоротник , северный женский папоротник , и плаун , и более 280 видов мхов . Полевые цветы включают канадский майский цветок , лилию голубую и горный кислица . Крестовник Ругельса встречается только в елово-пихтовых лесах Грейт-Смоки-Маунтинс и является одним из восьми видов растений, эндемичных для южной елово-пихтовой экосистемы Аппалачей. [4]
Южные елово-пихтовые леса Аппалачей являются домом для находящегося под угрозой исчезновения елово-пихтового мохового паука , крошечного родственника тарантула , который живет среди богатого разнообразия мхов лесов. [5] Другой находящийся под угрозой исчезновения вид, северная летяга , обитает в елово-пихтовых лесах и прилегающих северных лиственных лесах. Южные елово-пихтовые леса также являются предпочтительным местом обитания карликовой саламандры , одного из нескольких видов саламандр, эндемичных для южных Аппалачей. Виды птиц, встречающиеся в елово-пихтовых лесах, включают крапивников , черношапочных синиц , блэкбернских славок , бурых ползучих птиц , золотисто-коронованных королей и северных сов-пил , все из которых более распространены в северных широтах. [4]
Хотя преобладание ели и пихты придает южным елово-пихтовым лесам сходство с бореальными лесами Канады и Аляски, два преобладающих типа деревьев — красная ель и пихта Фрейзера — не встречаются в бореальных лесах, а пихта Фрейзера не встречается за пределами южных Аппалачей. [1] Типичный климат южных елово-пихтовых лесов Аппалачей, хотя и слишком экстремальный для большинства широколиственных деревьев, все же теплее и влажнее, чем в Канаде и на Аляске, и допускает более высокие и быстрорастущие деревья. Южный елово-пихтовый подлесок также намного гуще и содержит такие растения, как рододендрон катавба, который отсутствует на севере. [4]
Почвы, как правило, каменистые, средней или умеренно грубой текстуры, с черным или темно-коричневым верхним слоем почвы, который становится несколько менее темным с глубиной. Классическое развитие профиля сподосоли с бледным верхним слоем почвы (горизонт E) над более темной подпочвой встречается гораздо реже, чем в северном елово-пихтовом лесу. Представительные серии почв включают гору Роджерс на северном конце в Вирджинии; Брейкнек и Пуллбэк на Клингманс-Доум в Теннесси; Бертон и Крэггей на горе Митчелл в Северной Каролине. [9] [10] [11] [12] [13] [14]
Хотя расширяющиеся ледники последнего ледникового периода не достигли южных Аппалачей, климатические сдвиги, которые привели к их развитию, принесли более низкие температуры в регион. Примерно 18 000 лет назад, когда последний ледниковый период достиг своего пика, елово-пихтовые леса покрывали большую часть юго-востока Соединенных Штатов , простираясь на запад до Миссури и на юг до Луизианы , в то время как лиственные леса были ограничены несколькими убежищами на прибрежных равнинах. Альпийская зона — где климат слишком суров для выживания любых деревьев — существовала в южных Аппалачах на высоте примерно 4950 футов (1510 м), оставляя самые высокие возвышенности региона покрытыми тундровой растительностью и вечной мерзлотой . Между 16 000 и 12 000 лет назад температуры начали повышаться, и лиственные леса вернулись в горные долины. Около 10 000 лет назад альпийские зоны исчезли, а елово-пихтовые леса отступили на самые высокие точки хребта. [15]
Ботаники, такие как Джон Бартрам и Андре Мишо, начали совершать экскурсии в разнообразные леса южных Аппалачей еще в конце 18 века. В одной из таких поездок Мишо сопровождал шотландский ботаник Джон Фрейзер , который открыл пихту, которая теперь носит его имя. Ранние поселенцы дали пихте Фрейзера прозвище «бальзам» из-за белых волдырей на концах ее ветвей, которые, как казалось, содержали молоко. [4] Темный вид елово-пихтового полога в отличие от ярко-зеленого полога лиственного леса является корнем многочисленных названий гор по всему югу Аппалачей, в частности, Черных гор, а также отдельных вершин, таких как Олд-Блэк в Больших Дымных горах. [16] Прозвища красной ели и пихты Фрейзера — он-бальзам и ши-бальзам — также повлияли на номенклатуру южных Аппалачей, что привело к таким названиям, как Ричлендский бальзам . [17]
Общая недоступность южных Аппалачских нагорий оставила елово-пихтовые леса в значительной степени нетронутыми в течение большей части 19-го века, за исключением горы Митчелл и горы Роан, которые стали сезонными курортами для туристов, ищущих спасения от летней жары. Хотя выборочная вырубка леса началась еще в 1880-х годах, в начале 20-го века в елово-пихтовых лесах южных Аппалачей произошел бум лесозаготовок, особенно во время Первой мировой войны , поскольку красная ель была предпочтительной древесиной для строительства самолетов. [4] [5] В то время как елово-пихтовые зоны Грейт-Смоки были в значительной степени сохранены (за исключением некоторой вырубки вокруг горы Коллинз ) [4] из-за запретительного постановления о вырубке леса в 1926 году, которое предшествовало созданию национального парка Грейт-Смоки-Маунтинс, [18] почти половина девственной ели в других местах на юге Голубого хребта была либо вырублена, либо уничтожена пожарами, связанными с вырубкой леса. [4] Это быстрое опустошение привело к многочисленным движениям за сохранение природы, включая движение, возглавляемое губернатором Северной Каролины Локком Крейгом , которое завершилось созданием государственного парка Маунт-Митчелл в 1915 году. Создание национальных лесов в тот же период позволило взять под контроль коммерческую вырубку леса в регионе и позволило большей части леса начать восстанавливаться. [19]
Бальзамовый шерстистый адельгид , самая заметная угроза для южных елово-пихтовых лесов, был завезен из Европы в первой половине 20-го века и быстро уничтожил насаждения бальзамической пихты в северных Аппалачах. В 1957 году он был обнаружен на вершине горы Митчелл [5] , а к 1963 году он распространился до горы Стерлинг в Грейт-Смоки-Маунтинс [20] . В течение следующих нескольких десятилетий адельгид уничтожил большую часть всех взрослых пихт Фрейзера в южных Аппалачах. В то время как новые пихты Фрейзера живут достаточно долго, чтобы дать семена, большинство новых пихт подвергаются нападению и погибают всего через несколько лет. Попытки истребить насекомое путем внедрения видов, которые, как известно, охотятся на него, в основном провалились. Усилия по восстановлению популяции пихты Фрейзера еще больше осложняются тем фактом, что шишки пихты высоко ценятся производителями деревьев (особенно рождественских), а Лесная служба США находится под постоянным давлением, требующим разрешить сбор шишек. [7]
Исчезновение зрелых пихт Фрейзера оказало сильное влияние на южную елово-пихтовую экосистему. Паук елово-пихтового мха, который предпочитает мхи, процветающие в прохладной тени под зрелыми пихтами, как полагают, истреблен во всех местах Северной Каролины, за исключением нескольких. Красная ель, которая легко повреждается сильными ветрами, также зависит от более крепких пихт Фрейзера для защиты на продуваемых ветром возвышенностях. Загрязнение воздуха и кислотные дожди также считаются сдерживающими рост красных елей (особенно потому, что зоны ели-пихты часто погружены в облака), хотя в какой степени — вопрос спорный. [5] Антропогенные факторы, такие как глобальное потепление и загрязнение воздуха, трудно отделить от естественных причин в региональном отмирании красной ели на северо-востоке и снижении роста на юге. [3] : 12 [18] : 328–329
Исследование Грейт-Смоки-Маунтинс показало, что количество взрослых пихт увеличилось за 30 лет, при этом в Кувохи по состоянию на 2020 год взрослых деревьев было в три раза больше, чем в 1980-х годах. [21]
Несмотря на их общую удаленность, большинство южных елово-пихтовых лесов доступны по федеральным и государственным автомагистралям. Blue Ridge Parkway проходит через елово-пихтовые регионы в Плотт-Балсамс, Грейт-Балсамс, Черных горах ( шоссе штата NC 128 соединяет парковую дорогу с горой Митчелл) и на горе Дедушка. В национальном парке Грейт-Смоки-Маунтинс трасса US Route 441 поднимается к Ньюфаунд-Гэп среди елово-пихтового леса Грейт-Смоки, где она пересекает 7-мильную (11 км) дорогу Кувохи. К елово-пихтовому лесу Роан-Маунтин можно добраться по государственной автомагистрали — обозначенной как шоссе 143 в Теннесси и шоссе 261 в Северной Каролине — а асфальтированная дорога ведет к промежутку между Роан-Хай-Ноб и Роан-Хай-Блафф, где находится большой сад рододендронов.
Аппалачская тропа пересекает южные елово-пихтовые леса в горах Грейт-Смоки и на вершинах гор Роан и Роджерс. Другие основные тропы в южной елово-пихтовой зоне включают тропу Дип-Гэп в Черных горах, а также тропу Балсам-Маунтин и тропу Бульвар в Грейт-Смоки. Более мелкие тропы (часть коридора Blue Ridge Parkway) ведут к вершинам Уотеррок-Ноб в горах Плотт-Балсамс и Ричленд-Балсам в Грейт-Балсамс.
